[發明專利]一種厚含水回填土層中的立井井頸段井壁結構及施工方法

在審

• 申請號: 202011560987.4
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112593943A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 董亞寧
• 申請（專利權）人: 安徽馬鋼羅河礦業有限責任公司
• 主分類號: E21D5/11
• 分類號: E21D5/11;E21D5/12;E21D20/02;E21D21/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 王亞軍

本發明公開了一種厚含水回填土層中的立井井頸段井壁結構及施工方法，屬于礦山立井建設領域。針對現有不良土層中立井井頸段施工繁瑣和成本高的問題，本發明提供一種厚含水回填土層中的立井井頸段井壁結構，它包括設置在厚含水回填土層中的井筒，井筒荒徑內開挖巖層，井筒凈徑與井筒荒徑之間設有井壁，以井筒中心為圓心，沿井筒荒徑外圍設有一圈灌注樁，相鄰兩個灌注樁之間設有注漿孔，灌注樁頂部設有冠梁，井筒荒徑與井壁之間設有錨網噴支護裝置。本發明通過灌注樁、通過向注漿孔內進行注漿形成密實的墻連樁、冠梁和噴錨支護裝置提高井頸段井壁承載力與強度。本發明的施工方法效率高，方便簡單，能夠實現井筒的快速掘砌。

技術領域

本發明屬于礦山立井建設領域，更具體地說，涉及一種厚含水回填土層中的立井井頸段井壁結構及施工方法。

背景技術

地下采礦，立井是聯系地下與地表的重要提升、通風、運輸、排水及人員安全通道，井頸是井筒上部與地表直接相連的部分，直接承受井筒提升設施的全部荷載。因此，立井井頸結構必須具有足夠的承載力和抗變形能力。現在立井井頸結構包括圓形井壁圍筑的井筒，井壁外圍四周是厚回填表土層。隨著全球采礦業的迅速發展，地下采礦所占的比例越來越大，立井越來越深、穿過的地層越來越復雜。尤其是回填表土層構成復雜，表土段主要為素填土、淤泥質粘土和赤鐵礦回填物，成松散地層，密度較差，滲水性強，在壓力水或動力水作用下具有較強的流動性，容易引起井筒涌水和地表井口基礎的不均勻沉降等災害發生，損壞井筒設施，或人員傷亡，嚴重影響生產順利進行。

現在立井井頸所在厚含水回填表土層的常規處置方法為換土法或冷凍法。換土法加固結構，首先全部挖除厚含水回填表土層，澆筑井壁結構，然后再分層回填均質土，存在缺陷是：地表開挖面積大，受周圍已有建筑物的制約，很難進行大面積開挖；分層回填均質工期長，造價高。冷凍法加固結構，則是從地表鉆一圈或兩圈凍結孔至穩定巖層或井筒底部10m～20m，在凍結孔內全孔設置凍結鋼管，在地表布置冷凍站，通過凍結鋼管將制冷液循環輸送至凍結孔底，從而達到凍結井筒周身圍巖，達到防滲水加固圍巖的目的，存在缺陷是：冷凍系統裝備工期長、造價高、耗電量大。實踐表明上述兩種方法都存在工期長、造價高，嚴重影響生產的缺陷。尋求更為合理的井井壁結構迫在眉睫。

針對上述問題也進行了相應的改進，如中國專利申請號CN201710611082.7，公開日為2017年10月13日，該專利公開了一種不良地層中的立井井壁結構屬于礦山立井建設。包括在不良地層中設置的井筒，特點是立井上部井頸段設置高噴帷幕樁井壁結構、基巖段設置定位靶向注漿段井壁結構和井壁，上下井壁結構同心、同徑，緊密連接成一體，護衛井壁；井頸段高噴帷幕樁井壁結構以井筒中心為圓心，沿井筒荒徑0.6m外圍至少設置三圈首尾封閉的圓環形高噴帷幕墻，定位靶向注漿井壁結構，沿井筒荒徑圓周2m外至少設置8個垂直地面的定位靶向注漿段，兩者護衛著井壁。該專利的不足之處在于：需在井筒外圍設置三圈高噴帷幕樁，施工周期長，造價高；且井壁結構需要設置內外雙層，施工工序轉換多，施工復雜。

又如中國專利申請號CN202010798924.6，公開日為2020年11月13日，該專利公開了一種富含孔隙水基巖地下連續盲槽注漿帷幕施工方法，屬于礦山工程施工技術領域。本發明包括如下步驟：步驟1：環繞待開挖井筒的外圍形成多個垂直孔；步驟2：從任一垂直孔的底部向相鄰兩垂直孔水平鉆孔延伸，形成“U”型聯通鉆孔；步驟3：沿所述“U”型聯通鉆孔穿入金剛石繩索，通過繩鋸切割形成深部地下盲槽；步驟4：重復步驟2～步驟3，形成筒狀深部地下連續盲槽；步驟5：向筒狀深部地下連續盲槽注漿，在深部地下富含孔隙水基巖段形成筒狀地下連續水泥墻體。該專利的不足之處在于：施工繁瑣，且井筒強度較差。

發明內容

1、要解決的問題